沪科版必修1 5.4牛顿运动定律的案例分析 作业.doc

5.4牛顿运动定律的案例分析1在平直轨道上运动的车厢中的光滑水平桌面上，用弹簧拴着一个小球，弹簧处于自然长度，如图所示当旅客看到弹簧的长度变长时，火车运动的状态可能是a火车向右运动，速度在增加中b火车向右运动，速度在减小中c火车向左运动，速度在增加中d火车向左运动，速度在减小中2如下图所示，当车厢向前加速前进时，物体m静止于竖直车厢后壁上，当车厢加速度增加时，则a静摩擦力增加b车厢壁对物体的弹力增加c物体m仍保持相对于车的静止状态d物体的加速度也增加3一质量为2.0 kg的物体，静止在光滑的水平面上，受到6.0 n的水平拉力后从静止开始运动，试求物体在开始2.0 s内前进的距离4大连某条道路上，规定车辆行驶的速度不得超过30 km/h.在一次交通事故中，肇事车是一辆卡车，量得的这辆卡车紧急刹车(车轮被抱死)时留下的刹车痕迹长为7.6 m，经过测试得知这种轮胎与路面的动摩擦因数为0.7，请判断该车是否超速5如图所示，一个质量为2 kg的物体静止在光滑水平面上现沿水平方向对物体施加10 n的拉力，g取10 m/s2，求：(1)物体运动时加速度的大小；(2)物体运动3 s时速度的大小；(3)物体从开始运动到位移为10 m时经历的时间6如图所示，弹簧秤外壳质量为m0，弹簧及挂钩的质量忽略不计，挂钩吊着一质量为m的重物，现用一方向竖直向上的外力f拉着弹簧秤，使其向上做匀加速运动，则弹簧秤的示数为amg b.mgc.f d.f7如图所示，a、b两物体的质量分别为m、2m，与水平地面间的动摩擦因数相同，现用相同的水平力f作用在原来都静止的这两个物体上，若a的加速度大小为a，则ab物体的加速度大小为a/2bb物体的加速度也为acb物体的加速度小于a/2db物体的加速度大于a8如图所示，质量为2m的物块a与水平地面的摩擦可忽略不计，质量为m的物块b与地面间的动摩擦因数为.在已知水平推力f的作用下，a、b做加速运动，a对b的作用力为多大？9如图所示，质量为30 kg的雪橇在与水平面成30角的拉力f作用下，沿水平地面向右做直线运动，经过0.5 m，速度由0.6 m/s 均匀减至0.4 m/s.已知雪橇与地面之间的动摩擦因数0.2，求作用力f的大小10.民航客机一般都有紧急出口，发生意外情况的飞机紧急着陆后，打开紧急出口，狭长的气囊会自动充气，在出口和地面之间形成一个倾角为37的斜面，乘员可从斜面顶端由静止滑下，最短可经4 s到达地面已知乘员与气囊之间的动摩擦因数为0.625，求气囊的长度(g取10 m/s2，sin370.6，cos370.8)11在平直的高速公路上，一辆汽车正以32 m/s的速度高速行驶因前方出现事故，司机立即刹车，直到汽车停下已知汽车的质量为1.5103 kg，刹车时汽车受到的阻力为1.2104 n，求：(1)刹车时的加速度大小；(2)从开始刹车到最终停下，汽车运动的时间；(3)从开始刹车到最终停下，汽车前进的距离12质量分别为ma和mb的物体a和b用轻绳连接，如图所示，放在水平地面上，它们与地面间的动摩擦因数均为.水平恒力f作用在b上，使两物体在水平面上加速运动问它们的加速度和相互间的作用力有多大？如果把力f改为向左且作用在a上，则它们的加速度和相互间的作用力又为多大？13一个滑雪人的质量m75 kg，以v02 m/s的初速度沿山坡匀加速滑下，山坡的倾角30，在t5 s的时间内滑下的路程s60 m，求滑雪人受到的阻力(包括摩擦力和空气阻力)14善于用脑、勤于动手的小明和小芳两位同学在学习了科学漫步中“用动力学方法测质量”的短文后，设计了实验来估测一辆停在水平路面上的载货小车的总质量，步骤如下：(1)小明同学将家用体重计压在货物表面，水平推小车使车做匀速直线运动，测出并记录此时的推力f1.(2)小明同学将家用体重计压在货物表面，用更大的水平推力推小车让它做初速度为零的匀加速直线运动，测出并记录此时的推力f2.小芳同时记下该运动的初位置和末位置，用卷尺测出位移x，并用秒表测出这段运动的时间t.已知家用体重计的质量为m，试用他们测量的量计算出货物和小车的总质量m.答案与解析基础巩固1bc取小球作为研究对象由于弹簧变长了，故小球受到向左的弹力，即小球受到的合力向左因为加速度a与f合同向，故小球的加速度方向向左加速度a方向向左，并不能说明速度方向也向左，应有两种可能：(1)速度v向左时，v增大，做加速运动，c正确；(2)速度v方向向右时，a与v方向相反，速度v减小，做减速运动，b正确2bcd物体在竖直方向受的静摩擦力等于重力，a错水平方向，物体与车厢有共同加速度，根据牛顿第二定律知弹力增加，因此b、c、d对3答案：6.0 m解析：根据牛顿第二定律，a m/s23.0 m/s2根据sat23.02.02 m6.0 m.4答案：超速解析：根据牛顿第二定律，汽车刹车时的加速度大小ag7 m/s2由运动学公式0v2asv0 m/s10.3 m/s31.7 km/h30 km/h，故该车超速5答案：(1)5 m/s2(2)15 m/s(3)2 s解析：(1)物体的加速度a m/s25 m/s2.(2)物体运动3 s时速度vtat53 m/s15 m/s.(3)由sat2，t s2 s.能力提升6d以弹簧秤和物体为研究对象，它们的加速度a，以物体m为研究对象，fmgma，fm(ga)f.7c根据牛顿第二定律，对a有fmgma，对b有f2mg2ma，运用数学知识可判断a，故c正确8答案：解析：先整体分析，根据牛顿第二定律fmg(2mm)a再对b分析fabmgma解方程得fab.9答案：56 n解析：根据匀变速运动的推论公式vv2as，可求雪橇减速运动的加速度：a m/s20.2 m/s2.对雪橇受力分析如图所示，将拉力f沿水平方向和竖直方向正交分解根据牛顿第二定律分别列式如下：在竖直方向：nfsinmg0则摩擦力fn在水平方向：fcosfma解组成的方程组得：f56 n.10答案：8 m解析：乘员在气囊上下滑的运动是初速度为零的匀加速运动，加速度ag(sin37cos37)1 m/s2sat2142 m8 m.11答案：(1)8.0 m/s2(2)4 s(3)64 m解析：(1)根据牛顿第二定律，a m/s28.0 m/s2故汽车刹车时的加速度大小为8.0 m/s2.(2)汽车运动的时间t s4 s.(3)汽车前进的距离sv0tat2324 m(8)42 m64 m.12答案：gfgf解析：把系统作为研究对象，可列出方程：f合f(mamb)g (mamb)a解得ag将a隔离出来，其在水平方向受b对它的拉力和摩擦力，再由牛顿第二定律得ft magmaa，解得ft f如果将f改为向左作用在a上时，对系统而言它受到的外力没有改变，所以a、b的加速度仍然是：ag在求绳子拉力时可把b隔离出来它在水平方向只受到绳的拉力和摩擦力，又由牛顿第二定律有ft mb gmba解得ftf.13答案：75 n解析：如图甲所示，滑雪人受到三个力的作用建立直角坐标系，把重力g沿x轴和y轴分解，如图乙所示，gxmgsin，gymgcos.在垂直于山坡方向，人没有发生位移，没有加速度，所以这个方向上的力是平衡力，即n和gy的合力为零，滑雪人受到的合力f就等于沿斜面方向gx